Internet quantique : des scientifiques réussissent une téléportation jugée impossible

L’Internet quantique franchit une étape importante grâce à des chercheurs européens. Pour la toute première fois, deux équipes ont téléporté l’état quantique d’un photon entre deux sources de lumière séparées physiquement.

Cela faisait des années que les scientifiques tentaient d’accomplir cette prouesse. L’un des problèmes les plus épineux qui bloquait la conception des répéteurs quantiques a donc été résolu. Pour rappel, ce répéteurs quantiques sont des composants indispensables pour transmettre des informations quantiques sur de longues distances.

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L’Internet quantique vient de franchir une étape historique

Le problème des communications tient à la fragilité de la lumière. Dans la fibre optique, le signal s’affaiblit d’environ 0,2 dB par kilomètre à la longueur d’onde télécom de 1 550 nanomètres. Pour les télécommunications classiques, on place des amplificateurs tous les 50 kilomètres pour régénérer le signal. Sauf qu’il est impossible de le faire avec l’informatique quantique.

Le théorème de non-clonage est l’un des principes fondamentaux de la physique quantique et il interdit de copier, de cloner ou d’amplifier un état quantique sans le détruire.

Les physiciens ont donc imaginé une solution : la téléportation quantique. Ce procédé permet de transférer l’état d’un photon vers un autre sans jamais mesurer directement l’information transportée. Le principe repose sur l’intrication, un phénomène où deux particules sont connectées, qu’importe la distance qui les sépare. Si l’une est modifiée, l’autre réagit de suite.

En utilisant une paire de photons intriqués comme intermédiaires, on peut transmettre l’état d’un troisième photon d’un point A vers un point B sans que l’information ne traverse physiquement l’espace entre les deux. Jusqu’à présent, cette téléportation n’a été démontrée qu’entre des photons qui venaient d’une seule et même source de lumière.

Deux équipes européennes ont donc relevé ce défi en même temps en novembre 2025 et leurs résultats ont été publiés dans la revue Nature Communications. L’étude menée par le professeur Peter Michler à l’Université de Stuttgart en collaboration avec les universités de Sarrebruck et Dresde. Les chercheurs ont téléporté l’état de polarisation d’un photon entre deux quantum dots séparés par 10 mètres de fibre optique.

« Pour la première fois au monde, nous avons réussi à transférer l’information quantique entre des photons provenant de deux quantum dots différents », a déclaré le professeur Michler. Tim Strobel, premier auteur de l’étude et chercheur à l’Institut d’optique des semi-conducteurs et interfaces fonctionnelles de Stuttgart, précise : « Les quanta de lumière provenant de différents quantum dots n’avaient jamais été téléportés auparavant car c’est tellement difficile. »

Un quantum dot est une structure cristalline de semi-conducteurs qui ne contient que quelques centaines d’atomes. Il est capable d’émettre des photons un par un avec contrôle. Sauf que le problème, c’est que deux quantum dots fabriqués séparément ne produisent jamais des photons identiques. Et la téléportation quantique demande que les photons qui interfèrent soient les mêmes, avec le même profil temporel et la même couleur.

Les progrès sont énormes mais la route encore longue

Pour compenser les différences, l’équipe de chercheurs a donc utilisé des convertisseurs de fréquence quantique créés par le professeur Christoph Becher à l’Université de la Sarre. C’est une technologie capable d’ajuster très finement la longueur d’onde des photons pour qu’ils soient compatibles.

Mais ce n’est pas tout puisque cette découverte nous montre qu’elle est compatible avec l’infrastructure existante. L’équipe de Stuttgart a converti la lumière vers une longueur d’onde télécom de 1 515 nanomètres, ce qui est adapté aux fibres optiques que l’on utilise pour Internet. Cela signifie donc qu’un futur Internet quantique pourrait potentiellement utiliser les câbles déjà en place au lieu d’exiger une nouvelle infrastructure, ce qui réduira les coûts de déploiement.

Mais alors quels sont les bénéfices de ces répéteurs quantiques ? On parle surtout de la sécurité des communications, comme la cryptographie quantique qui permet d’échanger des clés de chiffrement dont toute tentative d’interception est détectable physiquement. Si un espion tente de mesurer les photons en transit, il perturbe leur état et alerte donc les correspondants.

Mais il reste encore une longue route pour les scientifiques. Les expériences actuelles demandent des températures très basses, jusqu’à -267 °C, pour que les quantum dots fonctionnent. En conditions réelles, c’est compliqué. Le taux de réussite de la téléportation doit encore augmenter pour permettre des débits de données exploitables.

Source : Nature